基于遥感技术的珠三角6类林分的蒸散比研究

对珠江三角洲六类主要林分(区域)的蒸散发比进行了研究,6类林分包括桉树林、果树林、针阔混交林、灌木林、针叶混交林、阔叶混交林.同时对基于Priestley-Taylor扩展模型的物理机制进行分析与推理,发现可以通过MODIS和TM热红外数据计算的地温值来评估较大区域上的蒸散发能力,并结合2008-2009年的晴空数据进行计算分析.结果表明珠三角6类林分(区域)的蒸散发作用相当,桉树林并非耗水量最大的林种.     

Estimating Drainage under Cotton with Chloride Mass Balance and an EM38

Methodologies that use electromagnetic induction and resistivity in soil profiles to estimate drainage across whole fields and catchments require complex models or measurement systems that are not easily available or difficult to apply at the farm level. The objective of the present study was to define a methodology that could use information easily available to agronomists and commercial cotton consultants to estimate drainage in irrigated Vertisols using a chloride (Cl^?) mass balance approach. A secondary objective of this study was to eliminate or minimize the expensive and tedious laboratory analyses for determining Cl^? concentration in soils. A model was developed using electromagnetic induction measurements taken with an EM38 instrument in the horizontal mode (EM_H) to estimate the chloride concentration in a saturated soil extract in the 0- to 1.2-m depth of irrigated Vertisols. A stepwise linear regression model where the independent variables were soil water storage, exchangeable sodium percentage, and EM_H predicted chloride concentration the best. The chloride concentrations thus estimated were similar to measured values only when measured chloride concentrations in the saturated extract were ≤10 meq L^?1 (355 mg L^?1 = 240 mg kg^?1). These values of chloride were then inserted into a chloride mass balance model to estimate deep drainage. In more saline soils, large differences occurred between measured and estimated chloride. Values of drainage based on estimated chloride concentrations in the range of 0–10 meq L^?1 were very similar to those based on measured chloride concentrations. There is potential to use an EM38 for quick assessment of deep drainage under irrigated conditions in the field.     

论水文生态学的建立及其历史使命

通过水文生态学的背景及过程,给出了水文生态的内涵和定义,水文生态学就是研究水文和生态相互关系及其形成各种水文生态系统的科学。对水文生态作了论述,认为水文生态实际上表现为水文生态系统,它是由水文系统和生态系统耦合而成。生态要素中必然包含着水,水文系统必然影响和伴随着相应的生态系统,生态系统的变化也必然影响水文系统,2个系统相互影响,相互依存,从而启示人们在认识和揭示生态问题时不应忘记水文作用,而在研究和揭示水文问题时也必须考虑相应的生态条件。以灌区、梯田和绿洲为例,进一步论述了不同水文和生态条件下的水文生态系统。水文生态学将以生态学、水文学、河流学、湖泊学、水文地质学、水工建筑学、农田水利学等为基础而获得发展,从而推动人类认识自然的新飞跃,推进水利建设和生态建设的新发展。     

海南岛橡胶林水分循环过程特征研究

为了研究橡胶林生态系统中降雨在林冠层、土壤层等不同界面层的水分转换机制及各项水因子量之间的关系,利用野外观测试验站,针对橡胶林水分循环动态变化过程中各项相关因子进行持续1年的观测。结果表明：穿透雨量、树干茎流量、林冠截留量分别占年降水量的71.63%、11.54%、16.30%;净降水中以地表径流、渗漏形式损耗的水分分别占年降雨量的4.71%、26.23%;橡胶林林冠和土壤以蒸散形式返回大气系统的水分分别占总降雨量的52.65%、16.30%。分析比较橡胶林水分循环过程中各水因子量的分配特征,从理论基础和量化指标的角度上阐明了橡胶林生态建设的水文效应评价问题。     

湿地水文功能研究进展

湿地是流域水资源和水循环的重要组成部分,是自然界最富生物多样性的生态系统和人类最重要的生存环境之一,它不仅为人类的生产、生活提供多种资源,而且具有巨大的生态环境功能和效益。湿地的水文功能主要包括调蓄洪水、补充地下水、提供水源、保持或改善水质、调节气候、保护海岸带等功能,其独特的水文功能对维持流域生态系统的健康和改善区域生态环境具有十分重要的意义。因此,湿地水文功能的研究已引起国内外学者的关注。本文从湿地水文、水文功能两个方面综述了国内外研究的现状,并指出了目前研究中存在的主要问题及未来研究的发展趋势。     

近60年湘江流域水沙特性及其对人类活动的响应

湘江流域人类活动对湘江水沙变化具有显著影响。利用M-K次序法、Pettitt非参数检验法和双累积曲线法分析湘江干支流1953-2014年的年径流量、汛期径流量和非汛期径流量与输沙量的关系,并分析水土保持和水库建设等人类活动与水沙演变的关系。结果表明:1)湘江干支流水文站的年径流量、汛期径流量与输沙量的相关性强,且1990年后湘潭站径流量-输沙量的相关系数为0.83,而非汛期相关性较弱。1990年前,干流站点径流量和输沙量处于波动状态,1990年后干流站点径流量总体呈增加趋势,但输沙量呈减小趋势,且老埠头站的输沙量发生微幅突变。除个别站点之外,支流站点的径流量和输沙量发生突变的年份与变化规律均一致。2)水土保持以及水库建设对湘江流域的拦沙作用是输沙量减少的主要原因。相比支流,水土保持对湘江干流流域的输沙量减少影响更显著,水库建设与湘江干支流输沙量减少均密切相关。3)根据湘江流域输沙量突变点可划分A(1960-1987年)、B(1988-1996年)、C(1997-2013年)3个时期,在不考虑温度变化的影响下,以A时期1960-1987年为基准期,利用累积量斜率变化率比较法可知,相比基准期A时期,B、C时期水土保持和水库拦沙等人类活动对输沙量的减少的贡献率为88.58%和94.01%,人类活动为输沙量减小的主要因素。     

桂西北峰丛洼地土壤水动力学性质对不同退耕措施的响应特征

以桂西北峰丛洼地石漠化治理区耕地(CL)为对照,结合原位入渗和数值模拟的方法,评估了2种典型退耕方式(自然退耕(NR)、任豆牧草(ZN),始于2007年)对土壤水动力学性质的影响。结果表明:土壤饱和导水率Ks基本呈现为CLZNNR;退耕对表层(0—10cm)和底层(30cm)Ks影响较大,其中表层和底层Ks分别提高了49.0%(ZN)和51.9%(NR),底层则分别提高了33.1%(ZN)和21.1%(NR)。参数α和n分别呈现为CLZNNR以及CLNRZN的规律,而保水性(基于残留含水率θr、饱和含水率θs,参数α和n计算得出)则呈现为CLNRZN。这说明NR和ZN 2种退耕方式对土壤水文性质均有一定改善作用。统计分析表明,CL、NR和ZN三者的土壤水动力学参数差异均无显著性(P0.05),这主要是由退耕对土壤水动力学性质的影响相对缓慢和土壤空间差异共同导致的。研究结果可为石漠化治理和生态重建提供参考依据,也可为原位确定土壤水动力学参数提供方法参考。     

基于熵原理的年降水频率分布参数估计研究

【目的】研究最大熵、Meilin变换和交互熵3种基于熵原理的方法在年降水频率分布参数估计中的应用效果,为水文分布参数估计方法的选择提供依据。【方法】选用P-Ⅲ分布,以陕西省关中地区扶风、麟游、眉县、太白、西安和长武6个水文站年降水序列为例,应用最大熵、Meilin变换和交互熵法估计分布参数,计算年降水量拟合值,将结果与传统的矩法和线性矩法结果进行比较,并采用OLS和AIC准则评价频率曲线对实测值序列的拟合效果。【结果】OLS和AIC准则评价曲线的拟合优度基本一致,采用最大熵法估计分布参数时上述6个水文站的AIC值分别为255.421,255.673,240.592,264.032,419.178,289.437,采用Meilin变换估计时各站的AIC值分别为255.421,255.673,240.592,264.032,419.178,289.437,采用交互熵估计时各站的AIC值分别为249.967,251.269,232.356,257.481,412.545,276.879,采用矩法估计时各站的AIC值分别为256.436,256.037,241.109,262.969,419.122,291.161,采用线性矩法估计时各站的AIC值分别为250.081,251.992,232.828,256.229,414.030,278.745。频率曲线图与拟合优度评价结果一致,5种方法均可以取得较好的拟合效果,最大熵法和Meilin变换估计结果基本相同且优于矩法,交互熵法优于其他方法。【结论】最大熵、Meilin变换和交互熵3种参数估计法均可借助于计算机求解,是可行的年降水频率分布参数估计方法。     

排土场不同复垦方式下砾石对饱和导水率和贮水能力的影响

露天煤矿排土场是由矿井下采出的煤矸石,露天矿剥离的表土、岩石及覆土共同组成的松散土石混合堆积体,其内部含有的砾石对土体导水性能和贮水能力有重要影响,以往关于砾石对土壤水分的影响多集中于自然土壤,缺乏对排土场、弃渣场等土石混合工程堆积体的水文-侵蚀过程研究.以海州露天煤矿排土场为研究对象,基于野外调查采样和室内定水头入渗试验,研究了排土场不同复垦方式下土体砾石分布特征及其对饱和导水率和贮水能力的影响,以期为提高矿区水土资源利用效率提供理论依据.结果表明,不同复垦方式下排土场砾石总量随土层深度呈现增加的趋势,并且土体剖面砾石总量的平均值表现为农用地最小,这可能是由频繁耕作导致,不同土层之间砾石总量无显著差异;排土场土体不同粒径砾石相对含量平均值的大小顺序为(2~10 mm)>(>20 mm)>(10~20 mm),表现为大粒径砾石在各种因素的综合作用下正逐渐变为细粒径;排土场土体饱和导水率均表现为灌木林地最高,农用地和荒草地较低;饱和导水率与各粒径砾石含量之间呈极显著线性正相关,且随着砾石粒径的增大其相关性越强;排土场土体贮水能力各指标均以灌木林地和荒草地最强,乔木林地和农用地最差,并且饱和贮水量与各粒径的砾石含量之间均存在显著或极显著的相关关系,最大滞留贮水量与各粒径的砾石含量之间均呈现显著的幂函数相关关系,最大吸持贮水量与粒径2~10 mm砾石含量之间存在显著抛物线相关关系;对于>20 mm的粒径而言,影响土壤贮水能力的砾石含量阈值为14%.     

A Comparative Review of Methods of Using Soil Colors and their Patterns for Wetland Ecology and Management

Soil color patterns are essential to understand hydrologic regime and biogeochemical processes in wetland ecosystems. Munsell Soil Color Chart (MSCC) has been traditionally and predominantly used to identify and quantify hydric soil field indicators, but several simple, low-cost alternatives have become recently available to compare their efficacy in complementing the MSCC in soil color assessment. We conducted an intensive literature review on studies utilizing different methods to identify and quantify hydric soil colors and associated patterns; these include 1) the MSCC, 2) the Nix Color Sensor, 3) mobile phone camera (MPC) and medium-end digital camera photography, and 4) colorimetry and spectrometry. A review of these methods elucidates their respective strengths and weaknesses and highlights the importance of considering study-specific attributes in determining which method to choose for field studies of hydric soil colors. Redoximorphic features (RMFs) require methods capable of capturing small and heterogeneous soil surfaces and features such that the MSCC and digital photography are the most appropriate methods; on the other hand, the Nix Color Sensor provides rapid assessment of soil color that does not necessitate rigorous training to overcome biases that might come about in more subjective methods such as the MSCC. Overall, all alternative methods reviewed have their own merits and capacity to complement measurements made by the MSCC.